Как работает генератор импульсов на микросхеме К561ЛА7. Какие элементы нужны для его сборки. Как рассчитать частоту генерации. Где применяется такой генератор. Какие существуют схемы на его основе.
Принцип работы генератора импульсов на К561ЛА7
Генератор импульсов на микросхеме К561ЛА7 представляет собой простую и надежную схему для получения прямоугольных импульсов. Принцип его работы основан на использовании логических элементов 2И-НЕ в режиме автогенерации.
Ключевые особенности генератора на К561ЛА7:
- Используется 2 логических элемента 2И-НЕ
- Частота определяется RC-цепочкой
- Выходной сигнал — прямоугольные импульсы
- Широкий диапазон частот — от долей Гц до сотен кГц
- Низкое энергопотребление
- Простота реализации
Как работает эта схема? На вход первого элемента 2И-НЕ через резистор R1 подается логическая единица. Выход первого элемента соединен со входом второго. Выход второго элемента через конденсатор C1 заведен на второй вход первого элемента.
Элементы схемы генератора на К561ЛА7
Для сборки простейшего генератора на К561ЛА7 потребуется минимальный набор элементов:
- Микросхема К561ЛА7 (содержит 4 элемента 2И-НЕ)
- Резистор R1 (10-100 кОм)
- Конденсатор C1 (1 нФ — 1 мкФ)
- Источник питания 3-15 В
Дополнительно могут использоваться:
- Подстроечный резистор для регулировки частоты
- Выходной буферный каскад
- Фильтрующие конденсаторы по питанию
Выбор номиналов R1 и C1 определяет частоту генерации. Чем больше их значения, тем ниже частота выходных импульсов.
Расчет частоты генератора на К561ЛА7
Частота генерации импульсов f зависит от номиналов резистора R1 и конденсатора C1. Приблизительно она может быть рассчитана по формуле:
f = 1 / (2.2 * R1 * C1)
Где:
- f — частота в Гц
- R1 — сопротивление в Омах
- C1 — емкость в Фарадах
Например, при R1 = 10 кОм и C1 = 10 нФ получим:
f = 1 / (2.2 * 10000 * 10^-8) ≈ 4545 Гц
На практике реальная частота может отличаться на 10-20% из-за разброса параметров компонентов.
Области применения генератора на К561ЛА7
Благодаря своей простоте и надежности, генератор импульсов на К561ЛА7 нашел широкое применение в различных электронных устройствах:
- Тактовые генераторы для цифровых схем
- Звуковые сигнализаторы
- Генераторы меток времени
- Мультивибраторы в измерительной технике
- Управление светодиодной индикацией
- Формирование ШИМ-сигналов
Где еще можно использовать такой генератор? Он отлично подходит для учебных целей при изучении цифровой техники. На его основе легко собрать простые электронные игрушки или сувениры с мигающими светодиодами.
Модификации схемы генератора на К561ЛА7
Базовую схему генератора на К561ЛА7 легко модифицировать для получения дополнительных возможностей:
- Добавление подстроечного резистора для регулировки частоты
- Использование ключа для запуска/остановки генерации
- Сборка делителя частоты на D-триггерах
- Формирование импульсов с регулируемой скважностью
- Построение генератора качающейся частоты
Какие еще модификации возможны? Можно добавить схему управления для получения ЧМ или АМ модуляции выходного сигнала. Или собрать генератор псевдослучайных чисел на основе сдвигового регистра с линейной обратной связью.
Преимущества и недостатки генератора на К561ЛА7
Генератор импульсов на микросхеме К561ЛА7 обладает рядом достоинств и ограничений:
Преимущества:
- Простота схемы
- Низкая стоимость компонентов
- Широкий диапазон рабочих частот
- Малое энергопотребление
- Высокая надежность
Недостатки:
- Нестабильность частоты при изменении напряжения питания
- Зависимость от температуры окружающей среды
- Ограниченная нагрузочная способность выхода
- Отсутствие защиты от помех
Как улучшить характеристики генератора? Для повышения стабильности частоты можно использовать стабилизированное питание. Добавление буферного каскада на выходе позволит увеличить нагрузочную способность.
Сравнение генератора на К561ЛА7 с другими схемами
Как генератор на К561ЛА7 соотносится с другими популярными схемами генераторов?
- По сравнению с LC-генератором проще в реализации, но менее стабилен
- Уступает кварцевому генератору в точности, но имеет более широкий диапазон частот
- Проще генератора на операционном усилителе, но имеет худшую форму сигнала
- Энергоэффективнее релаксационного генератора на транзисторе
- Дешевле и доступнее специализированных микросхем генераторов
Какой генератор выбрать? Все зависит от конкретной задачи. Для получения простого тактового сигнала в любительских конструкциях генератор на К561ЛА7 часто оказывается оптимальным выбором.
Советы по сборке и отладке генератора на К561ЛА7
При самостоятельной сборке генератора импульсов на микросхеме К561ЛА7 следует учитывать несколько важных моментов:
- Используйте качественные компоненты с малым разбросом параметров
- Обеспечьте стабильное питание схемы
- Минимизируйте длину проводников в высокочастотной части
- Применяйте экранирование при работе на высоких частотах
- Проверяйте форму выходного сигнала осциллографом
На что еще обратить внимание? Важно правильно подключить неиспользуемые входы микросхемы — их нужно соединить с шиной питания через резисторы 10-100 кОм. Это защитит схему от ложных срабатываний.
Генераторы импульсов на цифровых КМОП микросхемах
На сегодняшнем мероприятии, посвящённом Дню пивовара России, поговорим о радиоаппаратах с самовозбуждением, а конкретно — об устройствах, охваченных цепью положительной обратной связи и позволяющих выдавать на выходе периодические сигналы определённой колебательной природы.
А начнём с самого простого — генераторов прямоугольных импульсов с использованием цифровых КМОП микросхем.
Тема наболевшая: «Исследование разнообразных схемотехнических построений и характеристик генераторов на ИМС структуры КМОП».
О состоянии дел на участке генераторостроительного цеха и изыскании внутренних резервов «доложит нам начальник транспортного цеха».
Опишем несколько схемных решений генераторов прямоугольных импульсов, построенных на различных микросхемах серии К561,
или каких-либо им подобным.
Все представленные схемы могут быть реализованы на элементах 2И—НЕ (ЛА7), 2ИЛИ—НЕ (ЛЕ5), триггерах Шмитта (ТЛ1), или
инверторах (ЛН2).
В качестве докладчика выступил и поделился своими знаниями в журнале Радио №1 (2000г) господин С.Елимов — достойный сын столицы славной, города-героя Шупашкар (по-нашему — Чебоксары).
|
Рис.1 |
|
|
Рис.  2
|
Обе схемы обладают весомыми величинами потребления тока, увеличивающимся с повышениями
напряжения питания и частоты генерации. Значения эти находятся в диапазоне — от единиц до десятков мА. |
|
Рис.3 |
Частота генерации приведённой на Рис.3 схемы F = 0,59/(R1×C1). |
|
Рис.4 |
Скважность импульсов приведённых генераторов близка к двум, однако из-за несимметричности входных защитных цепей некоторых типов микросхем
возможно некоторое отклонение формы выходных сигналов от меандра. Как не прискорбно, но это факт — стабильность колебаний RC генераторов невысока. |
|
Рис.5 |
На Рис. |
5 показана схема простейшего LC-генератора. LC-цепь сдвигает фазу выходного сигнала элемента на 180°, в результате
чего происходит самовозбуждение генератора. Формулы для расчёта частоты рассматриваемых генераторов соответствуют напряжению питания 5В и температуре окружающей среды 25°С.
Нижний предел сопротивления резистора R1 соответствует приблизительной величине — не менее 1кОм, верхний — десятки МОм.
«Спасибо начальнику транспортного цеха! У нас есть вопросы к докладчику?»
Вопросов к докладчику не имеем, можно переходить к таблице для расчёта номиналов элементов генератора, исходя из заданной частоты генерации.
Схему, приведённую на Рис.5, из калькулятора вычёркиваем по причине существования ранее разработанной таблицы ссылка на страницу, позволяющей рассчитать элементы резонансного LC-контура для высоких и низких частот. Там же высчитывается и величина волнового (оно же — характеристическое) сопротивления получившегося LC-контура.
Для остальных схем, для получения на выходе предсказуемой формы сигнала со скважностью близкой к двум, рекомендую выбирать значение сопротивления резистора R1 от 10к и выше.
ТАБЛИЦА РАСЧЁТА НОМИНАЛОВ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕНЕРАТОРОВ НА КМОП МИКРОСХЕМАХ.
| Выбор схемы генератора |  
Рис. 1 Рис.2Рис.3Рис.4 |
|
| Сопротивление резистора R1 (кОм) | ||
| Частота генератора F | ГцкГц | |
|
| ||
| Ёмкость конденсатора С1 | ||
| Период повторения импульсов t |
Все представленные характеристики генераторов получены в результате экспериментов вышеуказанного уважаемого автора с конкретными образцами микросхем. С другими экземплярами микросхем характеристики могут быть несколько отличными.
Скважность импульсов описанных генераторов близка к двум, ну а генераторы импульсов с раздельной установкой длительности
импульсов и паузы между ними рассмотрим на следующей странице.
Схема металлоискателя на биениях с триггером Шмидта (К561ЛА7, К561ЛН2)
Схема металлоискателя показана на рис. 3.12. Опорный генератор 32768 Гц собран на логическом элементе DD1.1 и кварцевом резонаторе ZQ1.
Поисковый генератор выполнен на элементе DD2.1 и катушке L1, представляющей собой датчик металла. Кроме этого, в генератор входят цепи установки частоты — подстроечный конденсатор СЗ и узел электронной перестройки частоты на стабилитроне VD1, играющем роль варикапа.
Элементы DD1.2 и DD2.2 — буферные. Элемент DD1.3 выполняет функции сумматора, его нагрузкой служит фильтр L2C8, который подавляет высокочастотные колебания, но пропускает низкую частоту биений.
На транзисторах VT1, VT2 собран триггер Шмидта, который из сигнала, близкого по форме к синусоидальному, формирует прямоугольные импульсы. Усилитель на транзисторе ѴТЗ увеличивает размах импульсов до уровня, равного напряжению питания.
Элемент DD3.1 завершает формирование прямоугольных импульсов и инвертирует их.
Рис. 3.12. Принципиальная схема.
Эти импульсы поступают на один вход элемента совпадения DD2.3, а к другому входу подведены прямоугольные импульсы частотой 2 кГц с выхода генератора на инверторах DD3.2, DD3.3. Элементы DD3.4—DD3.6 играют роль выходного усилителя для пьезокерамического звукоизлучателя НА1.
Питается металлоискатель от батареи GB1. Перед тем как приступить к поиску скрытых металлических предметов, необходимо добиться нулевых биений на выходе сумматора DD1.3 или, говоря иначе, установить точное равенство значений частоты генераторов.
Для этого датчик прибора — катушку L1 — нужно:
- разместить в месте, удаленном от земли и металлических предметов на расстояние не менее 1 м;
- включить прибор;
- переменный резистор R7 перевести в среднее положение;
- подстроечным конденсатором СЗ устапавливить такую частоту поискового генератора, при котором звукоизлу-чатепь НА1 воспроизводит редкие короткие тональные сигналы или вовсе умолкает;
- добиться поворотом в очень малых пределах ручки переменного резистора R7 полного прекращения звучания.
Теперь датчик нужно опустить к земле и медленно начать водить над ее поверхностью, слушая звучание прибора. С приближением датчика к металлическому предмету появляются редкие короткие тональные сигналы, которые постепенно становятся более частыми и, наконец, сливаются в почти непрерывный гул.
При нулевых биениях разностная частота генераторов равна нулю, на входе триггера Шмидта колебаний напряжения нет, поэтому он не переключается. Транзистор ѴТЗ закрыт, на выходе инвертора DD3.1 низкий уровень, поэтому элемент DD2.3 не пропускает к выходному усилителю колебаний генератора DD3.2, DD3.3.
Как только катушка L1 приблизится к металлическому предмету, изменится ее индуктивность, а значит, и частота поискового генератора. На выходе фильтра L2C8 появится переменное напряжение.
Чем крупнее предмет и чем ближе к нему датчик, тем выше частота биений.
Это приводит к более частому открыванию элемента DD2.3 и увеличению частоты повторения звуковых тональных сигналов.
Частота генератора на элементах DD3.2. и DD3.3 (2 кГц) выбрана близкой к собственной частоте пьезоизлучателя ЗП-5 с целью обеспечения максимальной громкости сигиала.
В металлоискателе используется кварцевый резонатор часового типа, но подойдут и другие резонаторы на частоту до 80—100 кГц. Однако при этом придется корректировать число витков L1 и номиналы конденсаторов в генераторах.
Конденсаторы С1, С2, С4, С5 следует выбрать с минимальным ТКЕ. Переменный резистор R7 должен быть группы А.
Транзисторы КТ361Б можно заменить на КТ3107К. КТ3107Л, а КТ315Б — на КТ3102ГМ, КТ3102ЕМ. Вместо ЗП-5 можно использовать и другие пьезоизлучатели.
Источник питания — батарея «Корунд» или аккумулятор.
Плату с деталями желательно поместить в небольшую прочную пластмассовую коробку, к которой будет прикреплена катушка-датчик L1. Катушка должна содержать 450 витков ПЭВ-2 0,18. Ее нужно наматывать на круглой бобышке диаметром 210 мм, затем снять и обмотать липкой ПВХ лентой. Сопротивление катушки — около 200 Ом.
Катушку нужно поместить в жесткий экран, представляющий собой незамкнутое кольцо, согнутое из мягкой дюра люминиевой трубки. Вдоль трубки необходимо пропилить паз с шириной, достаточной для укладки внутрь катушки, которая изолирована лентой. Экран с уложенной катушкой плотно обмотать липкой ПВХ лентой и двумя винтами прикрепить к коробке с платой.
Неиспользуемые выводы микросхем DD1, DD2 следует соединить с плюсовым проводом питания.
Иногда не удается сразу установить нулевые биения. Причинами этого могут быть такие:
- разряженная батарея питания;
- неисправность переменного резистора R7;
- нестабильность частоты генераторов.
Питание на каждую из микросхем целесообразно подавать через RC-фильтр. Конденсатор фильтра емкостью 0,01 мкФ следует припаивать непосредственно к выводам микросхемы, а резистор лучше подобрать экс-перитментально.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. — Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
Простая схема сигнализации для к561ла7. Охранная сигнализация на микросхеме CD4023. Кратко о принципе работы сигнализации
Вариант 060. «Простая сигнализация на К561ЛА7» в коробке
Ниже представлена схема простой и надежной сигнализации на одной микросхеме К561ЛА7. Из четырех логических элементов «2И-НЕ» собраны два образующих. Генератор низкой частоты на элементах DD1.1 и DD1.2 управляет генератором звуковой частоты на элементах DD1.3 и DD1.4, формируя сигнал тревоги. Пьезоизлучатель можно подключить между выводами 11 и 12 микросхемы, упростив тем самым устройство, но в этом случае сигнал, излучаемый пьезоизлучателем QZ1, будет слабым. Поэтому в схему был добавлен усилитель на транзисторах VT1 и VT2, включенный по двухтактной схеме эмиттерного повторителя, образующего комплементарную пару. Но и в этом случае сигнал тревоги будет недостаточной силы, т.к. Для работы пьезоизлучателя в полную силу требуется относительно высокое напряжение на его обкладках.
Такого результата можно добиться, подключив к выходу эмиттерного повторителя повышающий автотрансформатор Тр1, выполненный на ферритовом кольце. С помощью этого автотрансформатора напряжение на входе пьезозуммера увеличивается в 10 раз и сигнал тревоги становится достаточно громким, чтобы его можно было услышать на большом расстоянии. Количество витков трансформатора около 900. Число витков меньшей обмотки (выводы 1 и 2) – 80 витков. После его намотки делают отвод двойным проводом и наматывают вторую обмотку (выводы 2 и 3) до израсходования оставшегося провода. Рассмотрим, как работает схема. После подачи питания на схему (напряжение питания может быть в пределах 6 — 15 вольт) устройство переходит в дежурный режим. На вывод 2 через нормально замкнутые контакты кнопки SA1 подается логический ноль, запрещающий работу первого генератора. Соответственно на выводе 4 тоже будет логический ноль, что не дает работать второму генератору. Устройство в этом режиме потребляет очень небольшой ток в пределах нескольких микроампер.
Как только контакты размыкаются, на 2-й вывод через резисторы R1, R2 подается логическая единица, что приводит к запуску первого генератора, работающего на частоте около 2 Гц. В тот момент, когда на выводе 4 появляется логическая единица, которая поступает на вывод 8, включается второй звуковой генератор. Звуковая частота с вывода 11 подается на вход повторителя на VT1, VT2. Далее усиленный сигнал через конденсатор С4 поступает на обмотку (1,2) автотрансформатора Тр1. Ток, проходящий через эту часть обмотки трансформатора, создает в сердечнике (кольце) переменный магнитный поток, который в свою очередь индуцирует во всей обмотке электродвижущую силу, пропорциональную числу витков. В результате на пьезоизлучатель поступает сигнал звуковой частоты с повышенным напряжением относительно напряжения питания. В зависимости от задач кнопку можно заменить на нормально разомкнутую, замкнув ее в положении под охраной или заменив кнопку тонкой проволокой по принципу натяжение на разрыв.
Пролог
На элементах DD1.
3 и DD1.4 собран еще один мультивибратор, частота которого около 1кГц. Цепь времени — C3, R3. Схема взята с 11 ножки микросхемы, когда постоянно работал мультивибратор.
При появлении на 4-й ножке импульсов с частотой повторения 3 Герца на выходе DD1.4 (11-я ножка) соответственно появляется прерывистый сигнал частотой 1 килогерц. Сюжет снят с 11 ноги во время тревоги.
Выход DD1.4 подключен к транзисторному ключу VT1, управляющему работой динамика Ba1. В нем используется составной транзистор с высоким коэффициентом усиления по току. Если такого транзистора нет под рукой, то можно заменить его самодельным составным транзистором.
Потенциометр R4 позволяет установить оптимальный уровень громкости сирены.
Резисторы R5, R6 ограничивают выходной ток микросхемы. Сопротивление этих резисторов желательно выбирать не менее 1 кОм на каждый вольт питания.
Резисторы R7 и R8 ограничивают ток светодиода.
И основной потребляемый ток в дежурном режиме тоже зависит от сопротивления резистора R8.
Конденсатор С1 защищает входные цепи микросхемы от помех, которые могут быть наведены на цепь электромагнитным излучением.
Защитные диоды VD1 и VD2 защищают цепь от мощного электрического импульса, который может быть вызван молнией. В этом случае предохранитель FU1 может защитить шлейф от обрыва, хотя и не всегда.
Конденсаторы С4 и С5 — фильтр питания.
Напряжение питания данного охранного устройства можно выбрать в диапазоне 6 … 12 Вольт. Можно использовать несколько последовательно соединенных элементов АА, ААА или 9-вольтовую батарейку типа «Крона».
Энергопотребление при работе сирены зависит от уровня громкости, установленного потенциометром R4, а при максимальной громкости — от сопротивления динамической головки Ba1. Потребление в режиме ожидания в основном определяется сопротивлением резисторов R1 и R8.
Но, если для экономии заряда батареи резистор R8 можно вообще исключить вместе со светодиодом VD4, то значительно увеличивать сопротивление резистора R1 нежелательно, особенно при длине провода 100 и более метров.
Схема данной охранной сигнализации рассчитана на работу с датчиком обрыва. В качестве датчика используется тонкий медный эмалированный провод типа ПЭВ, ПЭЛ и им подобных. Диаметр проволоки выбирают исходя из следующих соображений. Чем тоньше провод, тем больше вероятность ложного срабатывания, но также меньше вероятность того, что злоумышленник увидит или почувствует его при прикосновении. Итак, выбирать следует в диапазоне диаметров 0,05…0,1 мм. Спокойно идущий человек может не почувствовать обрыв провода диаметром 0,05 мм даже открытой частью тела. Но, такой провод сложно будет не сломать даже при прокладке. Для прокладки тонкой проволоки можно использовать легкую катушку, вращающуюся в подшипниках.
На данном макете проверялась работа охранной системы.
Чертеж печатной платы на основе одного из наиболее распространенных типов макетных плат.
Как это работает? Откройте экран и выберите разрешение 1280x720px.
Особенность этой сигнализации в том, что ее можно установить на автомобиль, входную дверь комнаты, сейф и даже на чулан без изменения схемы. Единственная разница в том. какая нагрузка будет на выходе и какой источник питания. А модификация производится переключением миниатюрной перемычки в разъем, установленный на плате сигнализации. Нагрузкой сигнализации может быть 12-вольтовая автомобильная сирена, промежуточное реле, миниатюрная коммерческая или самодельная сирена.
А функции датчика может выполнять пара геркон-магнит, замыкатель или размыкатель, автомобильные контактные датчики, взрывная петля, контактная закладка.
Принципиальная схема базового исполнения представлена на рисунке 1. Такая сигнализация может работать с одной группой датчиков закрытия (СД2) или с одной группой датчиков открытия (СД1). Выбор типа датчиков осуществляется перестановкой перемычки N1 (на схеме она показана в положении работы с датчиком закрытия SD2, а пунктиром — для работы с датчиком открытия SD1).
Если на охраняемом объекте несколько датчиков закрытия, то они должны быть подключены параллельно друг другу, а если датчики открывания, то должны быть подключены последовательно.
Включить сигнализацию выключателем S1, через который подается питание. Указывает на факт включения светодиода HL1 постоянного свечения. После включения отрабатывается выдержка в несколько секунд, в течение которых сигнализация отвечает на срабатывание датчика коротким звуковым сигналом. Значение этой выдержки определяется параметрами RC-цепи R3-C2.
Выдержка нужна для выхода из объекта охраны, закрытия дверей и проверки работы датчиков. По окончании воздействия сигнализация переходит в режим охраны, о чем свидетельствует мигание светодиода HL2. Диод VD4 и резистор R5 останавливают шунтирование R6 и длительность срабатывания сигнализации. в зависимости от скорости разряда С3 увеличивается.
Теперь при срабатывании датчика на выходе D1.1 появляется положительный импульс, длительность которого зависит от параметров цепи R2-C1.
Этот импульс через диод VD3 и токоограничивающее сопротивление R4 заряжает конденсатор С3 до напряжения логической единицы. На выходе D1.2 формируется отрицательный импульс, длительность которого зависит от скорости разряда конденсатора С3.
На фронте этого импульса генерируется короткий импульс цепью C6-R8, что приводит к кратковременному появлению логической единицы на выходе D1 3. А это приводит к кратковременному включению Сирена БФ1. Звучит короткий предупредительный сигнал, после чего у вас есть несколько секунд, чтобы выключить сигнализацию выключателем S1, который необходимо незаметно разместить внутри охраняемого объекта.
Длительность этой задержки зависит от параметров цепи R7-C4. Если сигнализация не будет отключена в течение этой задержки, то будет активирован режим непрерывной сигнализации (звучит сирена около 50 секунд).
Затем цепь возвращается в режим защиты. Конденсатор С1 необходим для предотвращения закольцовывания цепи в случае, когда после проникновения на объект датчик остается в сработавшем положении
При установке на транспортное средство в качестве устройства оповещения используется стандартная промышленная сирена автосигнализации БФ1 .
В данном случае он питается от автомобильного аккумулятора, а датчик закрытия выбрать удобнее, ведь это выключатели света дверей, а также автоматические выключатели света под капотом и в багажнике.
Если эти датчики нельзя соединить параллельно, их можно развязать друг от друга диодами типа КД522. Подключив эти диоды анодами к аноду VD2, а их катоды подключив к датчикам.
При охране помещений удобнее использовать датчик открытия, т.к. это стандартные герконовые датчики, устанавливаемые на дверь. Если датчик самодельный, то выбор типа зависит от его конструкции. Тип сирены также зависит от многих факторов. Можно использовать ту же автомобильную сирену, или подключить более мощную сирену с питанием от сети, или кнопку охранного вызова через промежуточное реле.
Однако к сирене можно дополнительно подключить реле для включения кнопки вызова охраны. В этом случае обмотка реле подключается параллельно сирене. Чтобы не повредить самоиндукцией транзисторы выходного ключа (VT2 и VT3), необходимо включить любой диод в обратном направлении параллельно обмотке реле.
Тип реле зависит от нагрузки, но обмотка должна быть рассчитана на 8-14В. Напряжение питания сигнализации должно быть в тех же пределах.
Рис.2
Детали размещены на печатной плате с односторонним расположением дорожек. Схема подключения и расположение деталей приведены на рисунке 2.
Способ изготовления платы — любой доступный. Установка неплотная, поэтому оттиск можно рисовать даже заостренной спичкой, обмакивая в битумный лак или нитроэмаль по мере необходимости.
Однако монтаж можно произвести на макетной печатной плате или вообще без платы, приклеив микросхемы «вверх ногами» к какому-либо основанию, а соединения выполнить монтажными проводниками и выводами деталей.
Микросхему К561ТЛ1 можно заменить аналогом серии К1561 или импортной CD4093. Микросхема К561ТЛ1 содержит четыре элемента «2И-НЕ», при этом входы выполнены по схеме триггера Шмитта. Цоколёвка и логика работы практически такие же, как у К561ЛА7, поэтому можно попробовать использовать микросхему К561ЛА7 вместо К561ТЛ1, но только в крайнем случае, т.
к. элементы К561ЛА7 не имеют входов триггеров Шмитта, и схема скорее всего будет работать менее стабильно и выдержки будут отрабатываться не так четко.
Транзисторы КТ315 и КТ815 взаимозаменяемы на любые другие транзисторы общего назначения той же мощности. Диоды также можно заменить на любые аналоги. Светодиод НИ — любой индикатор с постоянным свечением, а HL2 — мигающий. Схема, показанная на рисунке 1, является базовой. В нем используется всего один чип с низкой степенью интеграции, отсюда и ограниченность функций.
Усложнив его, добавив еще одну такую же микросхему (рис. 3), можно сделать более универсальную сигнализацию. В схеме, показанной на рисунке 3, входных каналов два (дополнительный канал выполнен на D2.1). Это позволяет работать одновременно с двумя типами датчиков — на одном канале может быть система датчиков закрытия, а на втором — датчики открытия.
Охранная сигнализация. Схема
Сигнализация выполнена на простой и доступной микросхеме CD4023 (или любой другой.
..4023), в которой три логических элемента «3И-НЕ». Несмотря на свою простоту, сигнализация обладает неплохим набором функций, и может конкурировать с аналогичными устройствами, собранными на специализированных микросхемах или микроконтроллерах. Кроме того, использование простой «жесткой» логики делает изготовление сигнализаций очень простым и доступным, так как не требуется ни программирования, ни поиска дорогих или редких микросхем.
Сигнализация предназначена для работы с пятью контактными датчиками, выполненными из концевых выключателей. Датчик один — SD5 специализированный, устанавливается на входную дверь. Остальные четыре могут быть установлены на окна, ставни, другие двери, люки, люки и т. д. В закрытом состоянии контакты датчиков разомкнуты, а замыкаются при открытии соответствующей двери, окна, ставни, люка, люка и т. д. открыт. То есть при его закрытии шток концевого выключателя нажимается, а значит, его размыкающие контакты должны быть соединены.
Алгоритм работы сигнализации следующий.
Включение осуществляется выключателем питания. Факт включения сигнализируется одним светодиодом. После включения сигнализация не реагирует на датчики около 15 секунд. Однако в течение первых 2-3 секунд после включения питания схема проверяет все датчики, кроме главной двери. Если какой-либо из датчиков закрыт (например, не закрыто окно), то раздается звуковой сигнал на 2-3 секунды и загорается светодиод, который указывает на конкретный датчик, находящийся в закрытом состоянии. Если замкнуты несколько датчиков, соответственно загорятся несколько светодиодов.
После устранения проблемы необходимо снова включить питание будильника. Далее, если все датчики исправны, загорится только светодиод, указывающий на включение питания. Примерно через 15 секунд после включения питания сигнализация переходит в режим охраны. Теперь при замыкании любого из датчиков (или нескольких) включится электронная сирена блокировки, которая будет звучать около 15 секунд. Затем система вернется в режим охраны и будет ждать срабатывания следующего датчика.
Отключение сигнализации происходит в два этапа. Сначала с клавиатуры вводится код, после чего цепь блокируется на 15 секунд, в течение которых можно войти в помещение и выключить сигнализацию сетевым выключателем. Если же войти в помещение и не отключить питание сигнализации, то через 15 секунд она перейдет в режим охраны, и сработает при открытии двери или окна, или чего-либо еще, что находится под охраной, даже если вы находитесь внутри помещения.
Для установки и набора кода используется простая электромеханическая схема последовательно соединенных кнопок. Такие кодовые замки неоднократно описывались в этом журнале, и, несмотря на такие неудобства, как необходимость одновременного нажатия на кнопки кодового номера, и невозможность смены кода без разбора и пайки, они очень эффективны, дешевы и
просты, что тоже важно.
Сигнализатор электронная сирена для автосигнализаций — на сегодняшний день это самый доступный сигнализатор.
Теперь о схеме. Основой схемы является трехвходовой RS-триггер на двух элементах микросхемы D1 типа 4023.
Существует два типа датчиков. Датчик двери главной двери — SD5, он подключается напрямую к контакту 2 разъема D1.1. Не проверяется светодиодом и звуковым сигналом при включении питания, т.к. он находится на входной двери, служащей для выхода из помещения, а проверка датчика начинается сразу после включения питания, то есть пока лицо, включившее питание все еще находится в комнате.
Остальные датчики SD1-SD4 оснащены светодиодами для контроля состояния и RC-цепями, формирующими 2-3-секундный импульс при замыкании датчика.
Через развязывающие диоды VD1-VD4 подключаются к выводу 1 D1.1.
При включении питания переключатель S10 начинает заряжать конденсатор С6 через резистор R11. При емкости 10 мкФ и сопротивлении 1 МОм я добирался до единицы примерно за 15 секунд, хотя здесь играет роль как точность емкости конденсатора, так и величина утечки, поэтому результат может быть другим. Ну а в это время, пока С6 заряжается через R11, на выводе 4 D1.2 есть логическое низкое напряжение. Следовательно, RS-триггер D1.1-D1.2 находится в фиксированном положении, а на выходе D1.2 есть логическая единица независимо от того, что находится на входах элемента D1.1. Поэтому в это время триггер не реагирует на датчики.
При этом, если после включения питания окажется, что один из датчиков SD1-SD4 замкнут, то, например, если это был SD1, цепь R2-C1 создаст импульс длительностью около 2- 3 секунды, который пойдет на вывод 11 D1 через диод VD1 .3, а на его выходе появится высокий логический уровень на 2-3 секунды. Транзисторный ключ VT1-VT2 откроется на 2-3 секунды и прозвучит короткий предупредительный звуковой сигнал. И загорится светодиод HL1, указывая на то, что замкнут именно датчик SD1.
После зарядки C6 схема переходит в режим защиты. Теперь при срабатывании любого из датчиков RS-триггер D1.1-D1.2 перебрасывается в ноль на выходе D1.2. При этом на выходе D1.3 устанавливается высокий логический уровень, и транзисторы VT1-VT2 открываются, звучит сирена BF1. Но, это продолжается только до тех пор, пока конденсатор С5 заряжается через резистор R12, то есть тоже около 15 секунд. Хотя, это время зависит еще и от фактической емкости конденсатора С5 и величины его тока утечки.
Для первого этапа отключения сигнализации используется клавиатура из кнопок S0-S9 (кнопки нумеруются в соответствии с надписями рядом с ними на клавиатуре). Все кнопки переключения, без фиксации, соединены последовательно, но так, чтобы кнопки с кодовым номером подключались нормально разомкнутыми контактами, а все остальные — размыкающими контактами. И эта цепь подключена параллельно С6. Цепь замыкается только в том случае, если одновременно нажаты только кнопки кодового номера. При этом С6 разряжается, и схема переходит в то состояние, в котором она находится после включения питания. То есть не реагирует на датчик двери SD5 около 15 секунд.
Сборка производилась на макетной печатной плате промышленного производства.
Время задержки после включения питания можно установить, выбрав R11 или C6. Время звучания сирены — выбор R12 или C5.
К этой системе также можно подключить сотовый телефон для дистанционной передачи сигнала (L.1).
Хотя его можно легко установить в формате .
Схема сигнализации предполагает наличие одной охранной цепи (с задержкой на постановку и срабатывание), но при небольшой доработке вполне возможно добавить сколько угодно цепей мгновенного срабатывания (подключить датчики разбития стекла, датчики движения, так далее.). Преимуществом данной схемы является возможность самостоятельной настройки таймеров задержки:
- Задержка постановки на охрану — регулировка времени с момента включения системы, до момента, когда хозяин квартиры должен выйти из комнаты и закрыть дверь, тем самым замыкая цепь охраны.
- Задержка включения сирены — Регулировка времени с момента открытия двери до момента включения системы акустического ревуна. То есть время, за которое необходимо успеть войти в квартиру и обесточить сигнализацию.
Еще раз подчеркну таймеры задержки настраиваются независимо и не влияют друг на друга , как это часто встречается в простых охранных системах на базе логических микросхем. Принципиальная схема сигнализации представлена на рисунке №1. Схема реализована на 2-х логических микросхемах: К561ЛА7 и К561ЛН2, которые питаются от стабилизатора напряжения 5 вольт. Использование стабилизатора, конечно, сводит на нет достоинства микросхем серии К561, а именно сверхмалое потребление тока, но снимает проблему изменения времени задержки при . Время задержки взведения зависит от емкости конденсатора С1, чем больше его емкость, тем дольше период задержки. Задержка включения сирены определяется номиналом конденсатора С3, чем больше его емкость, тем больше времени требуется для выключения охранной системы после размыкания контактов охранного шлейфа.
Кратко о принципе работы сигнализации:
Сначала необходимо рассмотреть участок цепи, который напрямую связан с охранным шлейфом.
Нас интересует один из логических элементов микросхемы DD1 К561ЛА7, отвечающий за работу системы, а именно передачу импульса мгновенного заряда конденсатора С2 емкостью 2200 мкФ (который определяет время сирены , если дверь сразу закрывается после несанкционированного проникновения, но сигнализация остается включенной). Рассмотрим процессы, происходящие после срабатывания системы (т. е. после мгновенной зарядки конденсатора С2 2200 мкФ), в каком случае происходит такое срабатывание, будет рассмотрено позже, чтобы не запутаться в происходящем. Так, от энергии С2 2200мкФ через диод VD2 и резистор R5 620к происходит медленный заряд конденсатора С3 200мкФ. Этот этап представляет собой задержку включения сирены, как уже было сказано, чем выше емкость С3, тем больше времени пройдет до включения сирены. Итак, С3 медленно заряжается, и в определенный момент напряжение на конденсаторе достигает значения (около 3 Вольт), при котором срабатывают инверторы, выполненные на микросхеме DD2 К561ЛН2. После двойного инвертирования сигнала с вывода №4 микросхемы DD2 напряжение питания поступает на токоограничивающий резистор ключа, выполненный на КТ819Биполярный транзистор G. Этот ключ «крутит землю», то есть при включении пропускает через себя ток и включает сирену.
Нам осталось разобраться, как работает задержка постановки на охрану и при каких обстоятельствах будет включаться сирена. Так, при включении охранной системы медленно заряжается конденсатор С1, что и определяет время задержки постановки на охрану. При напряжении на конденсаторе С1 выше порога срабатывания (около 3 вольт) состояние выхода первого логического элемента микросхемы DD1 К561ЛА7 (вывод 3 микросхемы) изменит свое состояние: сразу при включении этот на выходе микросхемы будет напряжение, равное напряжению питания, т.е. 5 вольт, а при заряженном конденсаторе С1 (по истечении времени задержки установки) на этой ножке микросхемы напряжение станет равным нулю. Идём дальше по схеме, сигнал идёт на второй логический элемент микросхемы DD1, на котором он инвертируется. Проще говоря, если на входах элемента №6, №5 будет ноль, то появляется кнопка выхода (нога №4). И наоборот, если на обоих входах (#6,#5) элемента появится полное напряжение питания (5В), то на выходе элемента напряжение станет равным нулю. Для сброса таймеров (в случае, когда по каким-либо причинам вы не успеваете выйти и запереть за собой дверь) необходимо нажать на встроенный переключатель, не фиксируя положение (кнопку) на несколько секунд, который разрядит все времязадающие конденсаторы через номинал 5 Ом. Сброс таймеров также необходимо после каждого снятия сигнализации с охраны . Вы можете совместить кнопку отключения питания и кнопку сброса вместе, если найдете подходящий переключатель с фиксацией и возможностью переключения 4 пар контактов. Остался последний вопрос без ответа.
Снова возвращаемся к рассмотрению логического элемента №3 микросхемы DD1 К561ЛА7. Как было сказано выше, инверсия сигнала произойдет при появлении напряжения питания на обоих входах логического элемента. То есть если на входе №9 есть +5 Вольти вход №8, напряжение на выходе этого элемента (нога №10) станет равным нулю. С выхода №10 будет подан сигнал «ноль» на точно такой же элемент, который также инвертирует сигнал на выходе последнего логического элемента микросхемы DD1 К561ЛА7, то есть на ножке № появится +5 Вольт. 11, который будет производить через диод VD1 мгновенную зарядку конденсатора 2200мкФ. Что происходит дальше, описано выше.
Итак, самый важный фрагмент описания действия сигнализации!
Охранный шлейф нормально замкнут, то есть в режиме «под охраной» кнопка замкнута, а в режиме открытия двери контур размыкается. Что это нам дает применительно к схеме? Сигнал на срабатывание сирены, через заданное количество секунд, будет подан только в том случае, если напряжение на обоих входах станет 4-5 Вольт. Это может произойти только в том случае, если охранный шлейф разомкнут (в этом случае на вход №8 будет подаваться 5 вольт через резистор R11 номиналом 100к). А при появлении напряжения 5 Вольт на входе №9, и это произойдет по истечении времени задержки постановки на охрану. Обязательно посмотрите еще
PS/ Принцип работы самодельной охранной сигнализации я постарался изложить максимально лаконично и доступно, для понимания начинающими любителями самоделок. Если вы улучшите эту модель, пришлите пожалуйста фото и схему вашего варианта охранной сигнализации, буду вам очень благодарен и размещу в этом разделе. Заранее спасибо.
Вы также можете присылать любые мои самодельные дизайны, и я с удовольствием размещу их на этом сайте с Вашим авторством! samodelkainfo(собачка) yandex.ru
ЗУММЕР МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР
Категории Устройства помощники
Зуммер на цифровых цепях включение/выключение электронных устройств с питанием 12 В, что в автомобиле много устройств
3 включены в операционную клавишу или переключатель.
Контролировать включение того или иного устройства можно только нажатием механического переключателя (которого при работе автомата не слышно) или визуальным положением ключа (что не удобно в движении).С помощью предлагаемого электронного блока, схема которого представлена на рисунке, можно контролировать состояние электроприборов автомобиля с питанием от сети 12 В, которые характеризуются двумя состояниями: включено/выключено более надежным способом — со звуковым подтверждением, что очень удобно для людей с ослабленным зрением (особенно «дальнозорких»). Устройств, как электрических, так и механических, для использования этого узла в автомобиле довольно много: обогрев заднего стекла, ручной и ножной тормоз, задний ход и т. д.
Узел реализован на трех популярных микросхемах КМОП-технологии. При включении контролируемое устройство издает короткие звуковые сигналы. То же самое происходит при отключении питания.
Принцип работы устройства
Микросхема К561ЛА7 объединяет в одном корпусе четыре одинаковых элемента, А (с инверсией). На инверторах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Его выходная частота, указанная на схеме RC-элементов, составляет около 900 Гц. С вывода 4 микросхемы DD1.2 на вход элемента D1.4 (вывод 13) и вывод 12 постоянно поступают прямоугольные импульсы, управляющий сигнал поступает с микросхемы К561ЛП2.
При высоком уровне напряжения на выходе элемента DD3.1 прямоугольные импульсы от генератора проходят через ограничительный резистор и усилитель на транзисторе VT1 на пьезоэлектрический капсюль НА1 типа ЗП-22 (можно использовать любой капсюль с номером модели СН-х).
Усилитель звука на транзисторе VT1 необходим для того, чтобы сигнал пьезоэлектрического капсюля был хорошо слышен на расстоянии от самого устройства. Транзисторный каскад дополнен регулятором громкости R4. В качестве транзистора VT1 подходят КТ503, КТ361 с любым буквенным индексом.
Когда на выходе 12 элемента управления D1.4 низкий логический уровень, на выходе этого элемента, в соответствии с таблицей истинности микросхемы К561ЛА7, присутствует высокий логический уровень, который закрывает транзистор VT1, поэтому эмиттер NA1 неактивен.
Входной сигнал передается в точку а (см. схему) с управляемой «нагрузкой». В данном случае его параметры не важны — главное, чтобы это была резистивная нагрузка с постоянным импедансом. Входной сигнал синхронизирован с частотой тактового генератора на входе С первого триггера и сигналом в противофазе на вход второго триггера. Процесс синхронизации сводится к сдвигу фронта входного импульса, чтобы согласовать его с фронтом ближайшего тактового импульса. Длина преобразованного информационного импульса будет также зависеть от длительности импульса синхроразрядности.
Электрическая схема устройства звукового освещения автомобилей потребителей
Входной сигнал высокого уровня, подаваемый на точку А и вход D микросхемы DD2 (К561ТМ2), является разрешительным к истинному выходу Q (выв. первый триггер DD2.1) синхронно с тактом прямоугольных импульсов, поступающих от генератора, есть сигнал высокого уровня и присутствовали до тех пор, пока высокий уровень в точке А не исчезнет.
